等離子弧焊接71

等離子弧焊接朱軍內(nèi)容概要原理特點(diǎn)PAW焊設(shè)備的構(gòu)成焊接方法先進(jìn)焊接技術(shù)原理結(jié)果：電弧通過噴嘴孔電弧弧柱截面積受到限制，電弧不能自由擴(kuò)展，即產(chǎn)生了外部拘束作用。電弧在徑向上被強(qiáng)烈壓縮從而形成等離子弧條件：電弧的一極縮進(jìn)到孔徑比較小噴嘴里原理及特點(diǎn)：概念：等離子弧是通過外部拘束使自由電弧的弧柱被強(qiáng)烈壓縮所形成的電弧。特點(diǎn)：

電弧的溫度、能量密度、等離子流速都顯著增加原理及分類：三種工作形式：

轉(zhuǎn)移型等離子弧

噴嘴內(nèi)電極與被加工工件間產(chǎn)生等離子弧

等離子焰流(非轉(zhuǎn)移性)

在鎢電極與噴嘴內(nèi)壁之間引燃等離子弧

合型等離子弧

引燃弧高溫氣層＋帶電粒子空載電壓切斷引燃弧引燃電弧在鎢極與噴嘴內(nèi)壁保護(hù)氣經(jīng)電弧區(qū)為高溫等離子焰流錯誤特性：電弧靜特性

形狀:U形

特點(diǎn)電弧電壓明顯提高中平特性區(qū)不明顯上升特性區(qū)斜率增加噴嘴孔徑?。教匦詤^(qū)間窄－上升特性區(qū)的斜率大（弧柱的場強(qiáng)大）弧柱氣對電場強(qiáng)度影響大特性：電弧靜特性

5.混合式等離子弧中的小弧電流對轉(zhuǎn)移弧特性有明顯影響，小弧電流值增加，有利于降低轉(zhuǎn)移弧電壓，這在小電流電弧(主弧)中表現(xiàn)最顯著小電流電弧特性－－熱源特性

等離子弧的產(chǎn)生條件：機(jī)械壓縮

噴嘴孔原因：熱壓縮

水冷噴嘴的冷壁使弧柱周圍產(chǎn)生電離度趨近于0的冷氣膜，弧柱有效截面減少，電流密度提高。導(dǎo)致：電壓縮電流密度提高，弧柱電流線之間的電磁收縮作用增強(qiáng)，弧柱溫度和能量密度再提高。

弧柱溫度和能密度更高對工件的加熱主要來自弧柱的傳導(dǎo)與輻射，而非斑點(diǎn)或者極區(qū)產(chǎn)熱注意等離子弧應(yīng)用等離子弧焊設(shè)備焊接電源電源特性：鎢極等離子焊接采用陡降特性或恒流特性單電源工作和雙電源工作串聯(lián)電阻到噴嘴30A以下的小電流焊接時要采用混合型電弧工作，因小電流電弧穩(wěn)定性差，在長的電弧通道和離子氣的強(qiáng)烈冷卻下容易媳滅，因此需要保持小弧(引燃弧)的繼續(xù)燃燒：等離子弧焊設(shè)備等離子弧焊接需要使用專用的等離子弧焊炬設(shè)備。該設(shè)備與鎢極氬弧焊的設(shè)備相似，不同之處主要是等離子弧焊接電源需要更高的空載電壓。供氣系統(tǒng)應(yīng)能分別供給離子氣和保護(hù)氣。焊接設(shè)備－焊槍和噴嘴

材料：紫銅，<2-2.5mm噴嘴孔徑噴嘴孔道長度內(nèi)腔錐角壓縮孔道形狀鎢極內(nèi)縮和同心度（避免雙弧）雙弧現(xiàn)象

－燃燒于鎢極、噴嘴和工件間的串聯(lián)電弧形成雙弧的原因：冷氣膜的存在一方面起到絕熱作用，可防止噴嘴因過熱而燒壞：另一方面，冷氣膜的存在相當(dāng)于在弧柱和噴嘴內(nèi)壁之間有一絕緣套筒存在，它隔斷了噴嘴與弧柱間電的聯(lián)系，因此等離子弧能穩(wěn)定燃燒，不會產(chǎn)生雙?。寒?dāng)冷氣驟的阻滯作用被擊穿時，絕班和絕緣作用消失，就會產(chǎn)生雙弧現(xiàn)象：焊接設(shè)備－送氣方式徑向送氣氣流沿弧柱軸向運(yùn)動切向送氣中心為低壓區(qū)弧柱穩(wěn)定于孔道中心切向送氣的弧柱壓縮程度高等離子焊槍等離子弧焊接噴嘴尺寸較大．對噴嘴高度的要求較為嚴(yán)格，多數(shù)都是采用自動焊方法進(jìn)行焊接，時序控制一般采取提前送氣，高頻引弧、轉(zhuǎn)栘弧燃燒．離子氣遞增、延時行走．電流和氣流衰減．熄弧、延遲焊氣等等離子弧焊接動作時序。

焊接方法

按焊縫成形原理，等離子弧焊有下列三種基本方法小孔型PAW－－穿透型等離子焊接熔入型等離子焊接微束等離子弧焊上述三種等離子弧焊方法均可采用脈沖電流－－脈沖等離子弧焊提高焊接過程的穩(wěn)定性。脈沖等離子弧焊易于控制熱輸入和熔池，適于全位置焊接．并且其焊接熱影響區(qū)和焊接變形都更小。尤其是脈沖微束等離子狐焊，特點(diǎn)更突出，因面應(yīng)用較廣。交流等離子弧焊具有陰極清理作用，主要用來焊接鋁．鎂及其合金．熔化極等離子弧焊用途不多等離子弧焊接小孔型PAW(keyhole)－等離子氣流量大，

工件熔透，形成小孔，熔化的金屬排擠在周圍，隨著等離子弧在焊接方向的移動，熔池金屬沿電弧周圍向后方移動，冷卻后，形成焊縫。

厚度大于3mm;>100A無需背面支撐用在自動化焊接中一次焊透可達(dá)10mm碳鋼,通常限制在6mm效率高，通常填絲防止咬邊Ar保護(hù)，不用He小孔型PAW

（穿透型等離子弧焊）小孔型PAW－焊接參數(shù)離子氣流量焊接電流焊接速度噴嘴高度保護(hù)氣流量保護(hù)氣與離子氣大電流等離子弧焊時保護(hù)氣與離子氣成分應(yīng)相同．否則會影響等離子弧的穩(wěn)定性．小電流等離子弧焊時，離子氣與保護(hù)氣成分可以相同，也可以不同，因?yàn)榇藭r氣體成分對等離子弧的穩(wěn)定性影響不大保護(hù)氣流量應(yīng)與離子氣流量有一個適當(dāng)?shù)谋壤绻Ｗo(hù)氣流量過大．則會造成氣流紊亂，影響等離子弧穩(wěn)定性和保護(hù)效果。穿透法焊按時，保護(hù)氣流量15-30L/min.形成的小孔：采用穿透型焊接法時．要保證焊件完全熔透且正反面部能成形，關(guān)鍵是能形成穿透性的小孔，并精確控制小孔尺寸。保持熔池金屬平衡的要求。小孔效應(yīng)只有在足夠的能量密度條件下才能形成。板厚增加時所需的能量密度也增加，而等離子弧的能量密度難以再進(jìn)一步提高；焊件太薄時．由于小孔不能被液體金屬完全封閉，故不能實(shí)現(xiàn)小孔焊接法。因此，穿透型焊接法只能在一定的板厚條件下才能實(shí)現(xiàn)。小孔型PAW－填絲

冷熱絲等離子弧焊接熔入型焊接(傳導(dǎo)型)－等離子氣流量減小，穿孔效應(yīng)消失

厚度小于3mm；15-200A熔池與TIG相似，電流小，薄板等離子弧焊接

－－熔入型焊接微束等離子弧焊接焊接電流15-30A以下的熔入型等離子弧焊通常稱微束等離子弧焊。使用很小的噴嘴孔徑得到針狀細(xì)小的等離子電弧用于焊接厚度1mm以下的超?。【艿暮讣⑹x子弧焊通常采用混合型等離子弧，采用二個獨(dú)立焊接電源；先進(jìn)焊接技術(shù)

變極性等離子弧焊VPPA等離子弧焊和TIG的復(fù)合焊接變極性焊接研究隨著交流方波電源的發(fā)展，可以在電流反向的瞬間得到一個很大的電壓和電流維弧和穩(wěn)弧交流方波反極性優(yōu)缺點(diǎn)可以提供好的清理效果焊槍過熱，電極壽命縮短焊接能量利用率低變極性焊變極性焊接研究交流方波向變極性發(fā)展變極性電源可任意調(diào)制頻率、振幅、脈寬等-A2-A2變極性焊變極性焊接優(yōu)勢直流焊接時間加大，可增加熔深和焊速，直流焊接時間約是陰極清理的4-5倍可調(diào)制不同的反向電流值進(jìn)行陰極清理控制，增強(qiáng)陰極清理效果調(diào)制反極性電流增強(qiáng)電弧穩(wěn)定性減少鎢極損耗變極性焊變極性等離子焊接鋁合金變極性焊變極性等離子焊設(shè)備核磁共振系統(tǒng)的鋁合金艙體的變極性焊接變極性焊變極性等離子焊接設(shè)備鋁合金航天部件焊接變極性焊洛克希德.馬丁VP焊接機(jī)頭送絲機(jī)構(gòu)等離子焊槍攝像系統(tǒng)變極性焊立式縱縫等離子焊機(jī)變極性焊先進(jìn)焊接技術(shù)

－－－等離子弧焊和TIG的復(fù)合焊接

plasma+TIG方法通常應(yīng)用在焊縫長度>3000mm的場合,筒體直徑大于2200mm.等離子弧焊和TIG的復(fù)合焊接優(yōu)點(diǎn)：單道焊接過程,